这应该是环体包装,市面上有这种设备的,叫环体缠绕包装机,有立式和卧式的两种规格。工作过程是先把钢丝打成盘,内径要超过250mm,然后放在这种缠绕包装机的托辊上,转环穿过钢丝盘的内径,设定好机器参数后,托辊带动钢丝缓慢转动,转环同时快速旋转把缠绕膜或复合纸缠绕包裹在钢丝上,完成整个包装过程。
生产环体缠绕包装机的厂家主要分布在山东济南和苏浙两地。北方有实力的生产厂家以科特和深蓝为代表,苏浙两地以永创和景林为代表。考虑到运费,价格和质量问题综合参考,济南科特的钢丝缠绕包装机比较不错。
几种常用国产设备
每小时处理量近1000吨。LHGC-5000立环高梯度磁选机是属于3米2立环除铁器的,该设备转环直径5米,设备重量近500吨,高度10米,具有超大处理量,用于弱磁性铁矿的分选时,单机每小时处理量近1000吨,通过它的处理量可得知,3米2立环除铁器每小时处理量近1000吨。除铁器是一种能产生强大磁场吸引力的设备,它能够将混杂在物料中铁磁性杂质清除,以保证输送系统中的破碎机、研磨机等机械设备安全正常工作。
石油钻探
一、惯性圆锥破碎机
(一)设备简图(图2-1-1)
图2-1-1 惯性圆锥破碎机结构简图
1—底架;2—皮带传动装置;3—隔振元件;4—激振器;5—外壳;6—球面支承;7—衬板;8—定锥;9—动锥;10—激振器支座;11—轴套
(二)设备简介
惯性圆锥破碎机是具有独特原理和结构的新型超细碎设备。它依靠偏心转子高速旋转产生的惯性力使动锥旋摆来破碎物料,且偏心转子与动锥之间无刚性连接,能够很好地满足粉碎领域“多碎少磨”新工艺的要求,与偏心圆锥破碎机相比,在使用及工艺等方面具有许多优点:
1.良好的料层选择性破碎作用
由于是挤满给料,被破碎物料在破碎腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用,料层内颗粒相互作用,造成颗粒间的强制自粉碎,产品粒型好。
2.破碎比大,产品粒度可调
该机的破碎力与被破碎物料硬度及充填率无关,主要取决于偏心静力矩及转速。
3.技术指标稳定
产品粒度几乎与衬板磨损无关。
4.操作安装方便
由于整机采用二次隔振,基础振动小,安装时不需要地脚螺栓和庞大基础,工作噪音小。
5.良好的过铁性能
由于动锥与传动机构之间无刚性连接,如果物料中混入不可破碎的物体,动锥暂时停止运动,激振器将绕动锥轴继续转动,不会破坏传动系统和主机。
6.简化碎磨流程,减少辅助设备台数
该机充满给料,无须专门的给料机,可满负荷启动和停车。
7.应用范围广
调节破碎机工作参数,可破碎任何硬度下的脆性物料。
(三)产品系列(表2-1-1)
表2-1-1 惯性圆锥破碎机技术参数
① 国内尚未生产。
(四)主要应用实例
目前已应用于碳化硅、莫来石、石英砂岩、镁砂、煤矸石、刚玉、花岗岩等矿石的破碎,用GYP-300惯性圆锥破碎机加工一级棕刚玉,在给料粒度为-25mm时,产品中-1.4mm+0.038mm(+140目)的粒级占60%,使过粉碎率即-0.106mm(-140目)的产率,有效地控制在9%以下,且产品中等级颗粒占76.5%;用GYP-300惯性圆锥破碎机代替雷蒙磨和塔式磨机加工碳化硅,全部产品为-1.5mm,-0.25mm(-60目)占50.5%,而且产品大多呈立方体状(详见论文成果篇)。
二、CXF冲击式超细粉碎机成套设备
冲击式超细粉碎成套技术与设备,包括CM型超细粉磨机和QF型空气分级机已实现产业化。为我国非金属矿物超细粉碎深加工工业生产及其他行业增添了新机种。
(一)设备简图(图2-2-1)
(二)产品系列(表2-2-1)
(三)应用实例(表2-2-2)
图2-2-1 CXF冲击式超细粉碎机成套设备工艺配置简图
表2-2-1
注:CM型系列冲击式超细粉磨机和QF型系列空气分级机组合成为CXF型系列超细粉碎成套设备。
表2-2-2
三、石墨碾磨机
(一)设备简图(图2-3-1)
(二)设备适用范围
主要用于鳞片石墨最终精选阶段的再磨作业,目的是保护大鳞片,提高精矿中大鳞片的比例。曾经使用在原山东南墅石墨矿。
为克服卧式碾磨机上部锤头与衬板的直接摩擦,曾以立式碾磨机替代卧式碾磨机,使大鳞片产率提高1%~2%。
图2-3-1 石墨碾磨机结构简图
1—固定筒体;2—中空轴;3—磨板(32块);4—圆盘(8块);5—磨板架(32块);6—密封端盖;7—大轴瓦;8—大齿轮;9—大瓦座;10—小轴;11—小轴瓦;12—小齿轮;13—大三角皮带轮;14—小三角皮带轮;15—电动机;16—电机导轨;17—给料口;18—排料口;19—筒体座;20—混凝土基础
当前中国石墨精选再磨作业,普遍采用搅拌磨代替曾使用的球磨机、棒磨机、卧式(立式)碾磨机。搅拌磨结构简单,价格便宜,维修方便。
四、平面旋回筛
(一)设备简图(图2-4-1)
图2-4-1 平面旋回筛结构简图
1—平衡减速器;2—受料口;3—电机;4—筛箱;5—支架;6—粉尘排料口;7—滑座;8—橡皮小球
(二)设备应用范围
主要用于国内茫崖、新康、祁连等石棉矿的多次吸棉的精选作业。
五、高方筛
(一)设备简图(图2-5-1)
(二)设备简介
高方筛(又称悬吊筛)的构造如图2-5-1所示。筛体为左右两个对称的筛箱,每个箱内用隔板分隔为两个仓,每个仓内放24个筛格,筛格数目多少可根据需要而定,筛格上根据筛分的需要装上不同的筛网。例如用于石墨分级时使用0.3mm(50目)、0.18mm(80目)、0.15mm(100目)三种筛网,可同时获得四个规格的产品,分别从下部排料口排出。传动部件使筛体作近于平面圆周运动。
图2-5-1 高方筛结构示意图
1—给料装置;2—筛体;3—传动部件;4—吊挂部分;5—排料装置
图2-5-2 石墨产品分级高方筛筛路流程
筛格1—除杂;2~8—+50目产品(2);9~14—+80目产品(5);15~23—+100目产品(4);24—-100目产品(满底)(3)
该设备占地面积小,筛分线路长,筛分效率高,易于密封,从而可防止粉尘的污染。
(三)设备应用范围
主要用于鳞片石墨的干式分级作业,如柳毛石墨矿、原山东南墅石墨矿、也用于200目以上干法云母粉分级作业,如灵寿云母粉厂及石棉除尘作业、茫崖石棉矿等石棉纤维除尘作业,还可用于标准石棉的最终分级。
六、反流筛
反流筛是我国早期自主开发研制的一种石棉分选设备,至今还在应用。主要原理是利用石棉纤维与脉石颗粒之间摩擦阻力和弹跳力差异而获得分离。
(一)设备简图(图2-6-1)
图2-6-1 反流筛结构简图
1—筛体;2—筛面;3—竹质支杆;4—机架;5—摇杆;6—电动机
(二)产品系列(表2-6-1)
表2-6-1
(三)主要应用实例
新康石棉矿粗扫选、茫崖石棉矿和祁连石棉矿粗扫选。
七、小直径水力旋流器组
(一)设备简图(图2-7-1)
小直径旋流器组以其设备结构简单,高效率而获得推广应用,在高岭土选矿厂取代卧式螺旋卸料沉降式离心分级机。
图2-7-1 GSDF10-30/60/99 型超细分级机外型图
(二)产品系列(表2-7-1)
表2-7-1
分级产品细度:d50=0.3μm,d90=1.5μm
整机耐磨损、耐高温、耐磨蚀、耐高压、无污染,适用于超细粉体的分级精选。
(三)应用实例
中国高岭土公司于2002年初使用4台GDSF-1099型超细分级机全面替代卧式离心机用于-2μm≥90%高岭土的生产。
八、GCG型干式电磁感应辊强磁选机
(一)设备简图(图2-8-1)
GCG干式感应辊强磁选机的分选原理如图2-8-2和图2-8-3所示。
图2-8-1 GCG 干式电磁感应辊强磁选机结构图
1—振动给料器;2—感应辊装置;3—线圈;4—磁轭;5—机架;6—非磁性矿物出口;7—磁性矿物出口
图2-8-2 单辊感应辊强磁选机分选原理图
图2-8-3 双辊感应辊强磁选机分选原理图
矿物从上部由振动给料器给入磁轭与感应辊之间的工作间隙,在感应辊的磁力作用下,顺磁性矿物吸附在感应辊上,随着感应辊的转动被带入接矿槽磁性产品区,而非磁性矿物在离心力和重力作用下,进入接矿槽非磁性产品区,从而完成了磁性矿物和非磁性矿物的分离。与单辊不同的是,经上辊分选后的非磁性矿物经过接矿槽进入下辊的工作间隙,由于下辊比上辊磁感应强度更大,矿物再次得到分选,与单辊相比分选精度更高,分选效果更好。
(二)产品系列(表2-8-1)
表2-8-1
(三)应用实例
矿物品位低、杂质含量高的夕线石不能直接用来制作高级耐火材料,利用平环湿式强磁机、浮选机、干燥窑和GCG干式强磁机等设备组成原矿破碎-磨矿-湿式磁选-浮选-过滤-烘干-干式磁选流程,使夕线石矿物中的Al2O3含量由12.96%提高到54.16%,杂质Fe2O3含量由4.51%降低到1.33%,产品达到一级标准。其中GCG干式强磁机的作业指标为:夕线石矿物中的Al2O3含量由52.66%提高到54.16%,杂质Fe2O3含量由2.47%降低到1.33%,Al2O3回收率为94.01%。
主要应用厂家(表2-8-2)。
表2-8-2
表2-9-1 SLon立环脉动高梯度磁选机系列
九、SLon立环脉动高梯度磁选机
(一)结构示意图(图2-9-1)
图2-9-1 Slon 立环脉动高梯度磁选机结构示意图
1—脉动结构;2—激磁线圈;3—铁轭;4—转环;5—给矿斗;6—漂洗水斗;7—精矿冲洗装置;8—精矿斗;9—中矿斗;10—尾矿斗;11—液位计;12—转环驱动机构;13—机架;F—给矿;W—清水;C—精矿;M—中矿;T—尾矿(或钢毛)
SLon立环脉动高梯度磁选机解决了平环强磁选机和平环高梯度磁介质堵塞技术难题,具有富集比大、对给矿粒度、浓度和品位波动适应性强、工作可靠、操作维护方便等优点,该机分选弱磁性矿石实现了精矿品位高和回收率高的优点。
(二)产品系列(表2-9-1)
(三) SLon磁选机在非金属矿加工工业中的应用实例(表2-9-2)
表2-9-2
注:α—原矿Fe2O3,%,β—精矿Fe2O3,%,θ—尾矿Fe2O3,%,γ—非磁性产品产率,%。
十、SDM-10大型超细磨(箱式)
(一)设备简图(图2-10-1)
图2-10-1 SDM-10大型超细磨(箱式)简图
主要技术特点:采用叶轮式搅拌器,搅拌力强和作用面积大;置于两个5 m3的相通槽体内,为大容积超细磨;有别于国内通常采用的叶片式和棒式搅拌器。
(二)主要技术参数(表2-10-1)
表2-10-1
(三)主要应用实例
唐山麦迪逊高岭土有限公司。
十一、超细磨(立式)
(一)设备简图(图2-11-1)
图2-11-1 GXMB型超细磨(立式)简图
(二)产品系列(表2-11-1)
表2-11-1
(三)主要应用实例
BP80、GXMB500用于大同银宇高岭土有限公司、淮北金岩高岭土开发有限公司、山西金洋煅烧高岭土公司、内蒙古三保高岭土有限公司;SJM1800用于昆山密友实业有限公司(碳酸钙)等。
十二、煅烧高岭土隔焰式回转窑
(一)设备简图(图2-12-1)
图2-12-1 隔焰式回转窑简图
(二)产品系列(表2-12-1)
表2-12-1
注:窑的设计需根据煅烧物料的煅烧温度、煅烧时间、煅烧气氛、煅烧产量等工艺参数来确定。
(三)主要应用实例
山西金洋煅烧高岭土公司、大同银宇高岭土有限公司、淮北金岩高岭土开发有限公司。用于生产造纸涂料煅烧高岭土产品,还可用于垃圾焚烧、黑滑石煅烧、化工产品煅烧等。
十三、直焰式回转煅烧窑
(一)设备简图(图2-13-1)
图2-13-1 直焰式回转煅烧窑简图
(二)产品系列(表2-13-1)
表2-13-1
注:产品白度≥90%。
(三)应用实例
安格化工效能技术(山西)有限公司、蒲白高岭土有限公司、大同南郊同业煤化工厂及唐山麦迪逊高岭土有限公司。
十四、SLG连续改性机
(一)设备简图(图2-14-1)
图2-14-1 SLG连续改性机结构图
1—温度计;2—出料门;3—进风口;4—风管;5—主机;6—进料口;7—计量泵;8—喂料机
(二)产品系列
SLG型连续粉体表面改性机目前已定型一种半工业机型和两种工业机型,其型号及主要技术参数如表2-14-1所示。
表2-14-1
(三)应用范围
近年研制成功的SLG型连续改性机已广泛应用于超细碳酸钙、煅烧高岭土、氢氧化镁、绢云母、滑石等非金属矿物粉体的表面改性。
【石油钻探揭秘】
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石油的形成
石油是由1,000万至6亿年前古代海洋里死亡的微小动植物(浮游生物)残体形成的。这些生物死后,便会沉入海底的沙里或泥里。
随着岁月流逝,生物有机体在沉积层内腐烂了。这些地层内的氧气很少或根本就没有氧气,因此残体被微生物分解为富碳化合物,最终形成有机层。这些有机物质与沉积物混和,形成了细密的页岩或源岩。随着新的沉积层不断沉积,源岩被施加了巨大的压力和热量,这些热量和压力使得有机物质成为了原油和天然气。石油从源岩内流出,积聚在厚度更高、孔隙更多的石灰岩或沙岩(称为贮油岩)中。地壳运动使得石油和天然气被截留在不渗透岩层或盖岩(例如花岗石或大理石)之间的贮油岩内。
这些地壳运动包括:
褶皱——向内挤压的水平运动,使得岩层向上移动形成褶皱或背斜。
断层——岩层断裂,并发生上下相对位移。
尖灭——不渗透岩层被向上压入贮油岩中。
寻找石油
寻找石油是地质学家的任务,地质学家或被石油公司直接雇佣,或被私人公司通过合同雇佣。他们的任务是找到正确的石油开采区——正确的源岩、贮油岩和圈闭。多年以前,地质学家的主要工作是解释地貌、地表岩石和土壤类型,或许还会通过浅层钻井采集一些少量的岩芯样品。现代的石油地质学家还借助卫星图像来研究地表岩石和地形。然而,他们还利用各种其他的方法来寻找石油。比如,可以利用高灵敏度的重力仪来测量地球引力场中的微小变化,这些变化可以寻找到地下流动的石油;还可以利用高灵敏度的磁力计来测量由于石油流动造成的地球磁场内的细微变化;利用被称为嗅探器的高灵敏度电子鼻,他们可以探测到烃类物质的气味。最后(也是最常见的),他们利用地震学的知识,制造出冲击波穿过隐藏岩层,然后对反射回地面的地震波进行分析。
在地震勘测中,制造冲击波的方法包括:
压缩气枪——向水中发射空气脉冲(用于水面勘探)
重击卡车——向地下击入厚金属板(用于陆地勘探)
炸药——在地上钻孔放入炸药(用于陆地勘探)或从船上向外扔炸药(用于水面勘探),然后引爆。
冲击波在地下传播,并被不同的岩层反射回来。反射波的传播速度取决于它们所穿过岩层的类型或密度。人们利用高灵敏度的扩音器或振动探测器来探测冲击波的反射波——水上勘探利用水听器,陆上勘探利用地震检波器。地震学家将对探测结果进行分析,来寻找油汽圈闭区的信号。
虽然现代石油勘探技术要比过去先进很多,但是在寻找新油田时仍然只有10%的成功率。一旦发现一个富油区,其位置在陆地上将用全球定位系统坐标进行标记,水中则用标志浮标进行定位。
确定好地点之后,必须对选定地区进行勘测以确定其边界,此外可能还需要进行环境影响研究。石油钻探必须获取租赁协议、土地使用资格和权利,还要进行法律评估。对于近海地区,还需要确定法律管辖权。
法律问题解决之后,工作队开始着手陆地准备工作:
将陆地打扫干净并铺平,修建交通道路。
因为钻探过程需要水,所以附近必须有水源。如果不存在天然水源,工作队会打一口水井。
工作队会挖掘一个储备池,用来处理钻探过程中产生的岩屑和钻探泥浆。储备池底部会铺设塑料衬层,以保护环境。如果该地区是一个生态易受破坏地区(如湿地或荒野),那么岩屑和泥浆必须在其他地方进行处理——用卡车运走,而不是填入坑内。
陆地准备工作完成之后,还需要挖掘几个钻探孔,为搭建钻塔和钻探主孔做准备。在真正的钻井孔周围挖一个被称为圆井的矩形深坑,圆井在钻孔周围为工作人员和钻井设备提供了一个工作平台。之后,工作人员开始挖掘主孔,通常是利用一个小型钻车,而不是大型钻塔。钻孔的第一部分要比主体部分大一些,也更浅一些,并会铺设大直径的导管。在一旁挖掘一些额外的钻探孔,用来暂时储存设备——这些钻探孔完成之后,就可以运入并架起钻探设备了。
搭建钻塔
根据钻探区与其交通道路之间的距离远近,来决定是利用卡车、直升机还是驳船将设备运到现场。一些在内陆水域工作的钻塔被建在海船或驳船上,因为那里没有可以支撑钻塔的地基(例如湿地或湖泊)。设备到位之后,便开始搭建钻塔。下面是陆地石油钻塔的主要组成系统:
动力系统
大型柴油发动机——燃烧柴油以提供主要的动力来源
发电机——以柴油发动机为动力来提供电力
机械系统——由电机驱动
提升系统—— 用来提升重物;由一个带有大型钢缆轴盘的机械绞盘(绞车)、一个滑轮组和一个电缆接收存储滚筒组成
转盘——钻探设备的一个组成部分
旋转设备——用于旋转钻探
转环——一个大手柄,用来支撑钻柱的重量,使钻柱可以旋转,并对孔口进行耐压密封
转管——四面或六面的导管,将旋转运动传输到转盘或转柱上
转盘或轮盘——利用电机提供的动力来推动旋转运动
钻柱——由钻杆(连接部分,大约10米长)和钻环(直径更大、更重的导管,安装在钻杆周围,由钻头承载其重力)组成
钻头——钻孔机的末端,用来实际切割岩石;会针对不同的钻探任务和岩石构成,在众多形状和材质(碳化钨钢或金刚石)的钻头中选用最适合的一种
套管——安放在钻孔内的大直径混凝土管道,用于防止钻孔塌陷并允许钻探泥浆进行循环
石油学会供图
泥浆在钻孔内循环
循环系统——在压力作用下用泵抽取钻探泥浆(水、粘土、加重材料和化学物质的混合物,用来把钻头上的岩屑带到地表),使之通过转管、轮盘、钻杆和钻环
泵——从泥浆坑中抽取泥浆,并把它抽吸到钻探设备中
导管和软管——连接泵和钻探设备
泥浆回流管道——使泥浆从钻孔中回流
泥浆振动筛——通过振动或者过滤将岩屑从泥浆中分离出来
滑道——将岩屑传送到储备池
储备池——收集从泥浆中分离出来的岩屑
泥浆坑——钻探泥浆进行混合和循环利用的场所
泥浆混合槽——新的泥浆在这里进行混合,随后送入泥浆坑
铁架塔——安放钻探设备的支撑框架;铁架塔必须足够高,以保证在钻探过程中可以向钻探设备上添加新的钻杆部件
防喷装置——高压阀(安装在陆地钻塔下或海床上)用来密封高压钻井管道,并在必要时降低压力以防止发生井喷(即气体或石油不受控制地喷出地表,经常会引起火灾)
工作队搭建起钻塔开始钻探工作。首先,他们在最初的钻孔位置上钻一个表孔,该孔的深度是预定的,要高于人们所认为的石油圈闭区的位置。钻探表孔有五个基本步骤:
把钻头、钻环和钻杆放入孔内。
安装转管和转盘,开始钻孔。
钻孔过程中,循环泥浆不断通过钻杆,并从钻头排出,使得岩屑可以浮出孔口。
随着孔越钻越深,要在钻杆上增加新部件(接头)。
到达预定深度(从几十米到几百米)后,移走(取出)钻杆、钻环和钻头。
到达预定深度之后,必须插入套管并进行固定 ——将套管部分置入钻孔内,以防止钻孔发生塌陷。套管外围设有定位装置,以保证它位于钻孔中央。
负责套管的工作人员将套管放入钻孔中。固井队工作人员利用底塞、水泥浆、顶塞和钻探泥浆通过套管向下灌注水泥。来自钻探泥浆的压力使得水泥浆流经套管,并充满套管外部与钻孔之间的空隙。最后,等待水泥凝固,然后对硬度、位置和完全密封等性能进行测试。
新的钻探技术
美国能源部和石油业都在努力寻找石油钻探的新方法,其中包括水平钻探技术、在生态易受破坏地区进行石油开采以及利用激光技术钻油井。
继续钻探阶段:工作人员进行钻探,然后放置新套管并用水泥进行加固,之后再进行钻探。当泥浆所含的岩屑中出现贮油岩内的油沙时,就达到了最终深度。此时,工作人员将钻探设备从钻孔中移出,然后进行以下几项测试以验证这一发现:
测井——在钻孔内放置电子和气体传感器来测定那里岩石的组成
钻杆测试——在钻孔内放置测压装置,该装置可以显示是否已经到达贮油岩
岩芯取样——采集岩石样品,寻找贮油岩的特征
井喷和火灾
在电影里,会看到钻孔机到达最终深度时发生的油喷(井喷),甚至是火灾。这些都是非常危险的情况,利用防喷装置和钻探泥浆产生的压力(有可能)可以避免这些状况的发生。在大多数油井中,都必须对油井进行酸化或碎裂处理,才能使油流出。
达到最终深度后,工作人员会将油井加以完善以保证石油能够以可控制的方式流入套管中。首先,将打孔器放入油井内的产油深度处。打孔器内装填有炸药,可以在套管上炸开洞孔,从而让石油经此处流出。套管开孔后,向钻孔内放入一根小直径的导管(油管),作为油气流出井外的管道。一种叫做封隔器的装置被安装在油管外部的底端,当封隔器设置为生产状态时,它会发生膨胀,从而在油管外部形成一个密封圈。最后,在油管顶部连接一个被称为采油树的多阀结构,并将其与套管顶部结合在一起。采油树使得工作人员可以控制井内流出石油的流速。
油井完成后,必须让石油流入油井内。如果是石灰石贮油岩,那么通过向油井内注入酸,可以使之通过孔洞流出。酸会使石灰石内溶解出一条可供石油流入油井的通道。如果是沙岩贮油岩,那么可以向油井中注入一种含有支撑剂(沙子、胡桃壳、铝粒)的特殊混合液体,然后使石油通过孔洞流出。来自此种液体的压力使得沙岩内部产生微小的裂缝,因此石油可以流入井内,而支撑剂可以维持这些缝隙的存在。石油流出时,石油钻塔就会从现场拆除,同时安装生产装置来从油井中抽取石油。
钻塔被移走后,将在井口放置一台油泵。
加利福尼亚州资源保护部供图
用泵在钻井中抽油
在泵抽系统中,利用电机带动齿轮箱来移动控制杆。控制杆不断地推拉抛光杆,使之上下移动。抛光杆连在一个抽油杆上,抽油杆又连着泵。该系统推动泵上下移动,从而产生一个吸力将石油从井里抽上来。
在有些情况下,石油可能会因过于粘稠而无法流动。这时工人们会再钻一个孔到达贮油区内,然后在压力作用下注入蒸汽。蒸汽散发的热量会使贮油区内的石油变稀,进而利用压力作用将石油压出井外。该过程被称为原油强化回收。
加利福尼亚州资源保护部供图
石油强化回收
虽然目前正在应用的石油钻探技术众多,并且新的方法不断出现,但是问题仍然存在:我们会有足够的石油来满足需求么?根据目前和未来的石油发现量以及当今的需求量来估计,我们的石油储量只能满足未来63到95年的消耗量。
钻探
工作队搭建起钻塔开始钻探工作。首先,他们在最初的钻孔位置上钻一个表孔,该孔的深度是预定的,要高于人们所认为的石油圈闭区的位置。钻探表孔有五个基本步骤:
把钻头、钻环和钻杆放入孔内。
安装转管和转盘,开始钻孔。
钻孔过程中,循环泥浆不断通过钻杆,并从钻头排出,使得岩屑可以浮出孔口。
随着孔越钻越深,要在钻杆上增加新部件(接头)。
到达预定深度(从几十米到几百米)后,移走(取出)钻杆、钻环和钻头。
到达预定深度之后,必须插入套管并进行固定 ——将套管部分置入钻孔内,以防止钻孔发生塌陷。套管外围设有定位装置,以保证它位于钻孔中央。
负责套管的工作人员将套管放入钻孔中。固井队工作人员利用底塞、水泥浆、顶塞和钻探泥浆通过套管向下灌注水泥。来自钻探泥浆的压力使得水泥浆流经套管,并充满套管外部与钻孔之间的空隙。最后,等待水泥凝固,然后对硬度、位置和完全密封等性能进行测试。
新的钻探技术
美国能源部和石油业都在努力寻找石油钻探的新方法,其中包括水平钻探技术、在生态易受破坏地区进行石油开采以及利用激光技术钻油井。
继续钻探阶段:工作人员进行钻探,然后放置新套管并用水泥进行加固,之后再进行钻探。当泥浆所含的岩屑中出现贮油岩内的油沙时,就达到了最终深度。此时,工作人员将钻探设备从钻孔中移出,然后进行以下几项测试以验证这一发现:
测井——在钻孔内放置电子和气体传感器来测定那里岩石的组成
钻杆测试——在钻孔内放置测压装置,该装置可以显示是否已经到达贮油岩
岩芯取样——采集岩石样品,寻找贮油岩的特征
井喷和火灾
在电影里,会看到钻孔机到达最终深度时发生的油喷(井喷),甚至是火灾。这些都是非常危险的情况,利用防喷装置和钻探泥浆产生的压力(有可能)可以避免这些状况的发生。在大多数油井中,都必须对油井进行酸化或碎裂处理,才能使油流出。
达到最终深度后,工作人员会将油井加以完善以保证石油能够以可控制的方式流入套管中。首先,将打孔器放入油井内的产油深度处。打孔器内装填有炸药,可以在套管上炸开洞孔,从而让石油经此处流出。套管开孔后,向钻孔内放入一根小直径的导管(油管),作为油气流出井外的管道。一种叫做封隔器的装置被安装在油管外部的底端,当封隔器设置为生产状态时,它会发生膨胀,从而在油管外部形成一个密封圈。最后,在油管顶部连接一个被称为采油树的多阀结构,并将其与套管顶部结合在一起。采油树使得工作人员可以控制井内流出石油的流速。
油井完成后,必须让石油流入油井内。如果是石灰石贮油岩,那么通过向油井内注入酸,可以使之通过孔洞流出。酸会使石灰石内溶解出一条可供石油流入油井的通道。如果是沙岩贮油岩,那么可以向油井中注入一种含有支撑剂(沙子、胡桃壳、铝粒)的特殊混合液体,然后使石油通过孔洞流出。来自此种液体的压力使得沙岩内部产生微小的裂缝,因此石油可以流入井内,而支撑剂可以维持这些缝隙的存在。石油流出时,石油钻塔就会从现场拆除,同时安装生产装置来从油井中抽取石油。
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